國(guó)家計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與信息安全管理中心甘肅分中心 甘肅 蘭州 730030

引言

社會(huì)和科技的高速發(fā)展，讓蓄電池在各行各業(yè)受到廣泛應(yīng)用，作為后備電池，在供電時(shí)，很多時(shí)候人們?yōu)榱颂岣咝铍姵氐恼w穩(wěn)定性、可靠性，慢慢開(kāi)發(fā)出來(lái)一些在線監(jiān)測(cè)蓄電池的方式和方法。比如杭州市有一家公司，為此針對(duì)性地研發(fā)出來(lái)一套蓄電池在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，而且已經(jīng)在我國(guó)的很多地方，如上海、鄭州、成都等城市的地鐵已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了蓄電池的監(jiān)控應(yīng)用，也出口了很多國(guó)家。在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，可以實(shí)時(shí)顯示蓄電池組的所處狀態(tài)，也有利于及時(shí)地更換電池，最終達(dá)到預(yù)測(cè)的電池使用壽命，給人們帶來(lái)很大的便利。

一、在線實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法

目前，對(duì)于蓄電池的管理方法主要還是通過(guò)核對(duì)性放電等試驗(yàn)來(lái)對(duì)蓄電池的性能進(jìn)行檢測(cè)，放電實(shí)驗(yàn)可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)性能開(kāi)始下降的蓄電池，及時(shí)排除可能發(fā)生的故障，一定程度上避免了很多蓄電池組性能整體下降的情況。優(yōu)點(diǎn)是可以降低蓄電池組出故障的概率，但是缺點(diǎn)是使用時(shí)間較長(zhǎng)，耗時(shí)耗力，一些維護(hù)人員只是表面上在特定的時(shí)間段內(nèi)盲目地更換蓄電池組，這樣就造成了資源的極大浪費(fèi)。在蓄電池組中的一個(gè)部分出現(xiàn)故障時(shí)，排除故障會(huì)消耗很多時(shí)間。對(duì)于這些問(wèn)題根據(jù)蓄電池組的工作原理和基本故障進(jìn)行分析和研究之后不難發(fā)現(xiàn)，蓄電池工作的電壓和電流、溫度以及它的容量等這些參數(shù)和蓄電池的性能有非常密切的關(guān)系。系統(tǒng)充電時(shí)壓力如果過(guò)大，蓄電池可以很快充滿電，但是這種操作容易導(dǎo)致蓄電池的電解反應(yīng)加快，蓄電池的內(nèi)部環(huán)境會(huì)腐蝕加速，結(jié)構(gòu)也會(huì)被破壞。另一種情況是蓄電池過(guò)度放電，內(nèi)部會(huì)有許多硫酸鉛產(chǎn)生，造成蓄電池的電極鈍化，長(zhǎng)此以往，蓄電池可能會(huì)出現(xiàn)無(wú)法向負(fù)載供電的情況。當(dāng)發(fā)質(zhì)低于蓄電池的內(nèi)部溫度時(shí)，蓄電池容易出現(xiàn)熱失控的問(wèn)題，嚴(yán)重一點(diǎn)甚至?xí)?dǎo)致外殼融化，甚至破裂的情況。如果充電時(shí)的電流太小，蓄電池不會(huì)處在完全充電的狀態(tài)，容易造成蓄電池硫酸鹽化，性能也會(huì)大大下降。所以在設(shè)計(jì)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)時(shí)，如果能把這些參數(shù)具體的設(shè)定一個(gè)期限，當(dāng)蓄電池參數(shù)到達(dá)極限時(shí)就會(huì)被檢測(cè)到發(fā)出報(bào)警信號(hào)，能夠很大程度減少損失。

一些蓄電池的管理方式仍然存在很多問(wèn)題，蓄電池的一些參數(shù)也影響著蓄電池，所以可以使設(shè)計(jì)在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)時(shí)，很容易從邏輯模型中得到蓄電池的參數(shù)在被檢測(cè)到之后，傳感器會(huì)發(fā)送給主控制器，之后再把數(shù)據(jù)上傳的監(jiān)測(cè)軟件中，處理和分析數(shù)據(jù)，把處理之后的數(shù)據(jù)準(zhǔn)確地顯示出來(lái)，如果得到的數(shù)據(jù)超過(guò)了闕值就會(huì)發(fā)出警報(bào)聲，那么相關(guān)的系統(tǒng)，管理人員就會(huì)得到通知，并去處理和排除這一故障。

二、在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的具體應(yīng)用

2.1 在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì) 根據(jù)大多數(shù)對(duì)蓄電池在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的各項(xiàng)要求和需求發(fā)現(xiàn)，監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的構(gòu)成比較復(fù)雜，由很多模塊構(gòu)成，才能實(shí)時(shí)對(duì)機(jī)房里的蓄電池的運(yùn)行情況進(jìn)行監(jiān)測(cè)。具體設(shè)計(jì)如下：主控制這一模塊需要由

ARM11處理器組成的最小的系統(tǒng)進(jìn)行組成，在數(shù)據(jù)采集模塊和最小系統(tǒng)互相結(jié)合之后，可以實(shí)現(xiàn)機(jī)房中的蓄電池的電壓、溫度、電流和蓄電池組的電流等一些重要的相關(guān)參數(shù)信息，最后通過(guò)固定的算法把采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行展示，如果檢測(cè)到的數(shù)據(jù)超過(guò)了預(yù)定值就可以利用報(bào)警模塊進(jìn)行報(bào)警。

數(shù)據(jù)采集模塊能自動(dòng)輪詢(xún)單個(gè)監(jiān)控模塊的數(shù)據(jù)，定時(shí)自動(dòng)測(cè)試電池電阻，并將電池分析、處理、保存和上傳數(shù)據(jù)連接到集中監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)中心。監(jiān)控模塊對(duì)應(yīng)電池的一對(duì)一配置，可以通過(guò)導(dǎo)軌或粘貼固定在電池架上，方便連接和組網(wǎng)，使現(xiàn)場(chǎng)施工布線非常簡(jiǎn)單，增加了系統(tǒng)后的容量。它還可以與數(shù)據(jù)采集模塊和主機(jī)組成分布式電池管理系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程集成管理，對(duì)電池組進(jìn)行年度維護(hù)，實(shí)時(shí)檢查電池組的運(yùn)行狀態(tài)。

2.2 在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì) 在大部分的蓄電池組中，很多時(shí)候?yàn)榱诉_(dá)到通過(guò)遠(yuǎn)程就能實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)蓄電池組真正運(yùn)行的目的，除了需要必要的硬件構(gòu)件以外，也要采用相對(duì)應(yīng)的操作界面監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)設(shè)置，還要進(jìn)行報(bào)警處理。設(shè)計(jì)操作界面過(guò)程中，管理系統(tǒng)用戶(hù)以及監(jiān)測(cè)蓄電池的相關(guān)數(shù)據(jù)及其闕值進(jìn)行設(shè)定也非常重要，同時(shí)還要設(shè)計(jì)整個(gè)的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的具體數(shù)據(jù)庫(kù)，在此過(guò)程中，一般采用的是MySQL這一數(shù)據(jù)庫(kù)，這個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)可以檢測(cè)到用戶(hù)信息和權(quán)限操作信息，以及一些設(shè)備的監(jiān)測(cè)信息，并進(jìn)行調(diào)用和存儲(chǔ)。具體流程圖如下：

三、結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，蓄電池的在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)如果能夠有效搭建，就很容易實(shí)現(xiàn)蓄電池工作狀態(tài)的監(jiān)測(cè)，并實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程自動(dòng)檢測(cè)，一方面有效的降低了人工的工作負(fù)擔(dān)，另一方面也大大提高了發(fā)生故障時(shí)的處理效率，很多安全隱患能夠保證及時(shí)發(fā)現(xiàn)，對(duì)蓄電池的信息化建設(shè)也有很大的參考作用。